Efeito da temperatura e do tempo de partição na evolução microestrutural, nas propriedades mecânicas e nos mecanismos de encruamento de um aço de baixo teor de carbono processado por têmpera e partição

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dc.contributor.advisorCorrêa, Elaine Carballo Siqueira
dc.contributor.advisor-coLopes, Wellington
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/4445376135095677
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3203046752707862
dc.contributor.authorPinho, Marianne Diniz
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1769821161134754
dc.contributor.refereeCorrêa, Elaine Carballo Siqueira
dc.contributor.refereeLopes, Wellington
dc.contributor.refereePaiva, Paulo Renato Perdigão de
dc.contributor.refereeTrajano, Adriano Amâcio
dc.contributor.refereeDafé, Sara Silva Ferreira de
dc.date.accessioned2026-06-15T21:07:27Z
dc.date.available2026-06-15T21:07:27Z
dc.date.issued2026-04-10
dc.description.abstractOs aços processados por têmpera e partição (Q&P - Quenching and Partitioning) têm sido amplamente investigados devido à sua capacidade de combinar elevada resistência mecânica com níveis de ductilidade por meio do controle da evolução microestrutural. Nesse contexto, o desempenho desses materiais está associado à presença de uma matriz martensítica contendo frações adequadas ao uso de bainita e austenita retida. Enquanto martensita e a bainita contribuem para a resistência mecânica e para o comportamento de encruamento da matriz, a austenita retida, estabilizada termicamente durante o tratamento Q&P, pode transformar-se em martensita durante a deformação por meio do efeito de plasticidade induzida por transformação (TRIP – Transformation-Induced Plasticity), em função de sua estabilidade mecânica, contribuindo para a sustentação do encruamento e para o aumento da ductilidade. Este trabalho teve como objetivo investigar o efeito da temperatura e do tempo de partição na evolução microestrutural, nas propriedades mecânicas e nos mecanismos de encruamento de um aço de baixo teor de carbono processado por diferentes rotas Q&P. O material foi totalmente austenitizado e submetido à têmpera a 250 °C, seguida de partição a 250 °C (um passo) e a 425 °C e 510 °C (dois passos), com tempos de 10, 100 e 300 s. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de raios X (DRX), permitindo avaliar a morfologia das fases presentes e quantificar a fração e o teor de carbono da austenita retida. A resposta mecânica foi analisada com ensaios de dureza Vickers e de tração uniaxial. Para uma análise mais detalhada do comportamento mecânico, foram avaliados a taxa de encruamento e o coeficiente de encruamento instantâneo. Os resultados indicaram que a partição a 250 °C preserva uma matriz martensítica mais supersaturada, resultando no maior limite de resistência (1663 MPa). O aumento da temperatura de partição intensifica a partição de carbono, a formação de bainita e a estabilização da austenita retida, atingindo fração máxima de 9,3 %, o que favorece o aumento da ductilidade. De modo geral, os resultados demonstram que os parâmetros de partição governam a evolução microestrutural e estabelecem relações entre processamento, microestrutura e propriedades mecânicas, controlando o equilíbrio entre resistência e ductilidade em aços Q&P de baixo teor de carbono.
dc.description.abstractotherSteel processed through quenching and partitioning (Q&P) have been widely investigated due to their ability to combine high mechanical strength with significant ductility through the control of microstructural evolution. In this context, the mechanical performance of these materials is associated with the presence of a predominantly martensitic matrix containing fractions of bainitic ferrite and retained austenite. While martensite and bainite contribute to mechanical strength and to the strain hardening behavior of the matrix, retained austenite, thermally stabilized during the Q&P treatment, can transform into martensite during deformation through the transformation-induced plasticity effect (TRIP) according to its mechanical stability, contributing to sustained strain hardening and enhanced ductility. This work aimed to investigate the effect of partitioning temperature and time on the microstructural evolution, mechanical properties, and strain hardening mechanisms of a low-carbon steel processed through different Q&P routes. The material was fully austenitized and quenched to 250 °C, followed by partitioning at 250 °C (one-step) and 425 °C and 510 °C (two-step) for 10, 100 and 300 s. Microstructural characterization was performed using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD), allowing the evaluation of phase morphology and the quantification of the fraction and carbon content of retained austenite. Mechanical response was evaluated by Vickers hardness and uniaxial tensile tests. For a more detailed assessment of mechanical behavior, the strain hardening rate and the instantaneous strain hardening exponent were analyzed. The results indicate that partitioning at 250 °C preserves a more supersaturated martensitic matrix, resulting in the highest ultimate tensile strength (1663 MPa). Increasing the partitioning temperature intensifies carbon partitioning, bainite formation, and retained austenite stabilization, reaching a maximum fraction of 9.3%, which promotes increased ductility. Overall, the results demonstrate that partitioning parameters govern microstructural evolution and establish relationships between processing, microstructure, and mechanical properties, controlling the strength–ductility balance in low-carbon Q&P steels.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/2738
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectTêmpera (Engenharia)
dc.subjectAço - Microestrutura - Caracterização
dc.subjectAustenita
dc.subjectAço bainita
dc.subjectMetais - Propriedades mecânicas
dc.titleEfeito da temperatura e do tempo de partição na evolução microestrutural, nas propriedades mecânicas e nos mecanismos de encruamento de um aço de baixo teor de carbono processado por têmpera e partição
dc.typeDissertação

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